Procédé pour la fabrication d'une matrice d'éléments ferromagnétiques de mémoire Le brevet principal a pour objet un procédé pour la fabrication d'une matrice d'éléments ferromagné tiques de mémoire, procédé dans lequel on dispose un ou plusieurs enroulements électriques autour de certaines des broches d'un groupe de broches de support qui font saillie à partir d'une plaque de base, on enlève les broches des enroulements ainsi formés, tout en maintenant en place lesdits enrou lements,
et on introduit des éléments de mémoire ferromagnétiques en forme de filament dans les espaces occupés préalablement par les broches.
Pour obtenir le meilleur rendement de l'ensemble emmagasineur d'informations qui constitue une telle matrice, lorsqu'elle comporte des bobines à plusieurs enroulements à plusieurs spires, il est particulière ment utile que les enroulements soient très rappro chés et que les différents enroulements de chaque bobine soient rassemblés de façon compacte afin de diminuer les pertes électriques et magnétiques.
Dans une mise en aeuvre préférée du procédé décrit dans le brevet principal, un réseau d'éléments d'emma gasinage d'informations peut comprendre un ou plu sieurs jeux de noyaux et de bobines, chaque bobine étant associée à un noyau magnétique bistable en forme de tige ou de filament et comprenant plu sieurs enroulements à plusieurs spires concentriques et séparés électriquement, entourant immédiatement le noyau et couplés inductivement avec celui-ci.
On peut utiliser différents arrangements du réseau et/ ou de jeux d'éléments tels que les dispositions appe lées à courant de demi-sélection , de sélection linéaire , etc. telles que celles bien connues dans la construction des calculateurs binaires. Pour cette raison, on peut concevoir de nombreux modes d'in terconnexion des enroulements séparés d'un élément par rapport aux enroulements correspondants des autres éléments.
Bien qu'il soit évident qu'il serait préférable de former avec un conducteur d'une seule pièce tous les enroulements connectés électriquement en série, on constate qu'il est difficile de le réaliser si chacun des enroulements est constitué d'une seule couche, car dans ce type de montage, le conducteur s'éloigne de chaque bobine à chacun des enroule ments, de sorte qu'il n'est pas pratique de former un second enroulement sur le premier. D'autre part, il est très désirable du point de vue du rendement de former chaque enroulement d'une couche unique de spires formées par le conducteur.
Cependant, dans les dispositions dans lesquelles plusieurs enroulements concentriques à plusieurs spires d'un ensemble ou bobine ne comportent pas chacun deux couches, il est nécessaire que chaque enroulement soit formé par un tronçon de conducteur séparé et de réunir les extrémités des enroulements séparés des bobines appropriées, avec les inconvénients correspondants provenant des liaisons soudées, des caractéristiques électriques non uniformes, des défauts ou défaillances des points de jonction, etc.
En notant que chaque bobine considérée est extrêmement petite, un en semble complet de bobines comportant trois enrou lements concentriques ayant chacun dix spires, d'un diamètre considérablement inférieur à 0,15 cm et d'une longueur inférieure à 0,15 cm, les difficultés pour la réalisation des. enroulements et des con nexions ressortent de façon plus apparente. La pré sente invention a pour but d'éliminer ces difficultés.
Elle a pour objet un procédé pour la fabrication d'une matrice d'éléments ferromagnétiques de mé moire selon la revendication du brevet principal, dans lequel on enlève non seulement les broches, mais également la base, caractérisé en ce qu'avant l'enlèvement des broches, on enrobe l'ensemble des enroulements dans une composition d'enrobage de façon à former un bloc compact, et en ce que l'opé- ration consistant à disposer les enroulements autour des broches est effectuée en plusieurs étapes suc cessives dont la première consiste à former, avec un premier conducteur, un enroulement en couche unique à plusieurs spires sur une première broche à partir de la base, la' déuxièmé;
U fôrinér âvéc la partie suivante du conducteur une partie descendant le long de _ l'enroulement jusqu'à la base, la troi sième, à former avec-la-partie suivante du conduc teur une partie s'étendant le long de la base jus qu'à une seconde broche, la quatrième à répéter successivement sur les différentes broches les opéra tions constituant -les -première,.
deuxième et .troisième étapes, pour établir un jeu d'enroulements connectés en série et constitués par un conducteur d'une seule pièce, la cinquième étape, à former avec au moins un autre conducteur au moins- un autre jeu d'enrou lements sur les broches 'et les enroulements déjà formés.
_ Des mises en aeuvre particulières du procédé revendiqué seront exposées ci-après, à -titre d'exem ple, en regard du dessin annexé dans lequel la fig. 1 représente les enroulements série de plusieurs jeux<B>dé,</B> bobinés d'un- réseau à--deux dimen sions, chaque bobiné comportant trois enroulements, les fig. 2, 3 et 3a sont .dés vues partielles en plan et en élévation latérale montrant les étapes de formation des enroulements= des bobines et les rap ports de position des enroulements à couche unique concentriques de chaque bobiné,
-et la fig. 4 est une vue en perspective et en coupe partielle d'une matrice à trois dimensions de ré seaux à deux dimensions enrobés ou noyés.
La fig. 1 représente un exemple de bloc mince en forme de plaque désigné- dans son ensemble par la référence Ll formé en partie d'un composé d'en robage convenablement durci EC, qui peut être par exemple formé d'une matière transparente, mais sans que ceci soit indispensable, ce composé ou ma tériau d'enrobage noyant les conducteurs tels que Cl, C2 et C3 formant et connectant un certain nom bre de bobines telles que SUI, SU2, SUll etc. ainsi que les sorties (telles que Q1, RI, P1, etc.) des, conducteurs.
Le composé d'enrobage est de préfé rence d'un type présentant- une bonne stabilité di mensionnelle à des températures supérieures aux températures ambiantes et ne subissant pas les con séquences défavorables du vieillissement. Ce com posé est avantageusement aussi une résine synthé tique autodurcissable ou thermodurcissable.
Le com posé d'enrobage durci représenté sur la 'fig: 1 est transparent et une partie a été supprimée à l'angle inférieur droit de la figure 'pour laisser apparaître une partie de la base provisoire B et les-broches telles que M55 servant de mandrins factices, 'sur lesquels sont formées des bobines qui sont maintenues en place pendant le dépôt et le-durcissement du com posé d'enrobage. Ces broches seront désignées par le terme mandrin dans la description qui suit.
La base provisoire peut être en acier, en laiton ou en tout autre matériau rigide résistant permettant la fixation solide des différents mandrins tels que M5 et M55 disposés parallèlement. Les mandrins peu vent être emmanchés à force ou fixés autrement de façon solide dans des: trous percés dans la base B suivant le tracé particulier voulu pour la formation du réseau de bobines.
La base B est munie aussi d'un jeu de broches de positionnement perpendicu laires à ladite base, telles que J1, J2, J3 et J4 qui servent à former des trous de guidage traversant le composé d'enrobage lorsque celui-ci est durci après la formation des enroulements des bobines et des extrémités ou bornes de sortie. Les mandrins, à raison de un pour chaque bobine du réseau, s'éten dent au-dessus de la surface de la base B sur une hauteur un peu supérieure à l'épaisseur T du bloc en forme de plaque dans lequel les bobines sont fina lement enrobées ainsi qu'on le voit sur la fig. 3.
Par suite, après la formation des bobines et des bornes, on peut placer en face de la base B une boite ou moule perforé F représenté en tirets sur la fig. 3, les mandrins M pénétrant dans les trous de ce moule, pour permettre le remplissage de l'inter valle ménagé entre la plaque de base et le moule perforé F avec le composé d'enrobage brut ou non polymérisé afin de réaliser l'enrobage en forme de plaque Ll (fig. 1) d'épaisseur uniforme T.
Après durcissement ou polymérisation du composé, on enlève le moule ou boite F ainsi que la plaque de base et ses mandrins et broches de la plaque L, de sorte que celle-ci reste formée avec des trous tels que J1', J2', J3', J4' (fig. 4) et des trous traversant intérieurement chacune des bobines SUI, SU2, etc. tous ces trous traversant la plaque de part en part.
Dans l'exemple de structure représenté compor tant la plaque Ll de la fig. 1, chaque matrice en forme de plaque comprenant les bobines est formée de 30 bobines disposées en jeux ou séries de 5 dans une direction et de 6 dans la direction perpendicu laire. Bien entendu, une matrice en forme de plaque peut comporter un nombre plus important ou moins important de bobines, la disposition des rangées peut être différente de celle représentée et le nombre d'unités par jeu et par réseau peut varier de façon considérable par rapport aux organes représentés.
De plus, bien que les bobines représentées à titre d'exemples, comprennent chacune trois enroulements indépendants de plusieurs spires en une couche uni que, ces bobines peuvent comprendre chacune un nombre quelconque d'enroulements à partir de un formés chacun d'un enroulement à couche unique indépendant. Pour la commodité de la représenta tion, les enroulements extérieurs sont représentés sur la fig. 1 comme étant de forme circulaire en plan, coaxiaux et concentriques, mais ainsi qu'il ressor tira de façon évidente plus loin, seul l'enroulement intérieur est réellement circulaire et les autres enrou lements bien que qualifiés de concentriques, ne sont pas de forme exactement circulaire.
Les différents enroulements d'une bobine sont cependant enroulés autour de l'axe du même mandrin et sont pratique ment concentriques et sensiblement de même lon gueur (nombre de spires), et sont adaptés de façon à être couplés inductivement à la même partie courte d'une tige magnétique fine. Ainsi qu'il a été indiqué plus haut, les trous débouchés des bobines enrobées sont très petits et peuvent avoir par exem ple un diamètre d'environ 0,05 cm. On utilise des mandrins d'un diamètre approprié pour former les bobines.
Au moment du bobinage, tous les enroulements formant la couche inférieure, ou enroulements inté rieurs qui doivent être électriquement en série sont formés les uns après les autres au moyen d'un même fil ininterrompu. Par exemple, le conducteur Cl (fig. 1) est d'abord enroulé sur le mandrin M1 en commençant contre la base B et en progressant vers le haut, ainsi qu'on le voit sur la fig. 2, jusqu'à ce que le nombre voulu de spires ait été bobiné pour former l'enroulement UlA. Le conducteur est en suite plié à angle droit vers le bas pour former une petite longueur de fil le long, et en contact de l'en roulement préalablement formé, ainsi qu'on le voit en Z, cette longueur de conducteur s'étendant du haut de l'enroulement, au pliage W,
au bas de cet enroulement, au pliage X. Le conducteur est plié à angle droit en ce point et développé sur une lon gueur indiquée en Y le long de la surface de la base B, de la bobine UlA au mandrin suivant de la série (le mandrin M2 dans le cas représenté). Un autre enroulement est ensuite formé de façon sem blable avec la partie suivante du conducteur (U2A par exemple) et ainsi de suite jusqu'à ce que tous les enroulements intérieurs de la série ou jeu soient formés de façon semblable.
Il est bien entendu que les enroulements intérieurs<B>dé,</B> toutes les bobines d'un réseau peuvent être ainsi formés avec un fil d'un seul tenant (par exemple dans le cas ou les enrou lements intérieurs servent comme enroulements de détection ou de lecture des éléments respectifs d'em magasinage d'informations), ou bien chaque fil d'un seul tenant peut intéresser une seule rangée ou un autre jeu ou série d'enroulements intérieurs dans une matrice. Suivant la représentation de la fig. 1, les, enroulements intérieurs des bobines SUI à SU5 sont seuls formés avec le conducteur C1.
Après le bobinage d'un jeu d'enroulements, les extrémités du conducteur, tel que le conducteur Cl sont soudées ou fixées par un autre moyen à des bornes telles que <B>QI,</B> Q'1 qui sont provisoirement disposées, sur la surface de la base B. De cette façon, tous les en roulements intérieurs voulus d'un réseau ou d'un jeu du réseau sont bobinés en utilisant un conducteur d'un seul tenant pour chaque jeu d'enroulements, chaque enroulement étant formé par une couche uni que de spires, le tronçon Z du conducteur étant dis posé le long de l'enroulement, ainsi qu'on le voit sur la fig. 2.
Lorsque les enroulements intérieurs sont termi nés, de la façon représentée en UAl et UA2, les enroulements extérieurs sont formés de façon sem blable autour des enroulements intérieurs, corres pondants, de façon concentrique comme repré senté par exemple par l'enroulement UlB des fig. 3 et 3a. Chacun de ces enroulements extérieurs est formé de façon semblable d'une couche unique de spires, un petit tronçon Z' s'étendant le long de l'en roulement, de la façon représentée, tous les enrou lements d'un jeu ou d'une série étant formés soli dairement d'un conducteur unique ininterrompu tel que C2.
Il est évident qu'en formant les pliages supé rieur et inférieur de la même façon que les pliages W et X, et un tronçon du conducteur tel que Z appliqué le long de l'enroulement, il est facile de bobiner autour de n'importe quel enroulement préa lablement bobiné un autre enroulement à couche unique, et qu'un certain nombre d'enroulements formés solidairement en série peuvent être formés sans que l'on ait recours à des connexions soudées ou brasées. Il est évident aussi qu'on peut former plus de deux enroulements concentriques pour former une bobine, ainsi qu'on le voit schématique ment sur la fig. 1 sur laquelle chaque bobine com porte trois enroulements concentriques.
On doit aussi noter que bien que sur la fig. 1 le jeu de bobines SUI à SU5 comprenne un jeu d'enroulements inté rieurs formés par un conducteur ininterrompu C1 et un jeu d'enroulements intermédiaires formé par un conducteur ininterrompu C2, une telle disposition des enroulements n'est pas une nécessité.
Par exem ple, chacune des bobines SUI à SU5 comporte un troisième enroulement extérieur qui est formé pour chaque bobine par un conducteur différent, de la façon représentée, par exemple par le conducteur C3 qui est utilisé pour former une série ou jeu d'enrou lements extérieurs compris dans les bobines SUI, SUll, SU21, SU51. De plus, ainsi qu'on le voit en pointillés entre les bornes Ql'-Q2', Q2-Q3, Q3'- Q4', etc.
plusieurs jeux d'enroulements, peuvent ou bien être connectés extérieurement en série ou bien être formés d'un seul tenant pour former un jeu unique d'enroulements connectés en série formé d'un conducteur d'un seul tenant, suivant le nombre d'en roulements de chaque série et l'organisation parti culière des circuits électroniques utilisés pour com mander le réseau ou la matrice de bobines.
Il ressort de la description qui précède qu'après le bobinage des différentes séries d'enroulementts formant le réseau et la réalisation des jeux corres pondants de bornes, les enroulements et les conduc teurs ainsi que les extrémités terminales intérieures sont enrobés dans un composé approprié qui rem plit tout l'espace V compris entre les enroulements, de façon à former un bloc ou plaque de structure rigide telle que celle représentée en Ll de la fig. 1.
Le composé d'enrobage pénètre dans les interstices formés entre les enroulements d'une bobine et autour des mandrins, et par suite lorsque la base et les mandrins sont enlevés après la prise ou le durcisse ment du composé, des trous lisses sont formés à travers les bobines correspondantes et le composé d'enrobage, en traversant de part en part la plaque. Des tiges magnétiques fines, du type décrit dans le brevet principal ou dans le brevet suisse NO 358472 peuvent alors être placées dans les trous ainsi for més de façon à coopérer de façon inductive avec les bobines.
Ainsi qu'on le voit sur la fig. 4, plusieurs plaques formant des réseaux enrobés ou noyés Ll, L2... Ln, peuvent être empilées pour former des couches et maintenues par des tiges de guidage telles que J1" à J4", et peuvent être rendues solidaires pour for mer un bloc unitaire BL (par exemple au moyen d'un adhésif), les trous des bobines correspondantes des différentes plaques étant alignés avec précision et les extrémités extérieures des conducteurs consti tuant les bornes dépassant du bloc.
On peut alors in troduire une pièce magnétique en forme de tige, telle que celle indiquée en MRD5 sur la fig. 4, cette tige s'étendant à travers les trous alignés d'un groupe de bobines, chacune de ces bobines étant incluse dans une plaque correspondante.
Ainsi qu'on le voit sur la figure, des tiges magnétiques longues sont in troduites dans chacun des trous allongés formés par un groupe correspondant de trous alignés. Suivant cette disposition, les bobines d'un groupe sont espa cées longitudinalement le long d'une tige magnétique du fait que l'épaisseur T d'une plaque est supérieure à la longueur d'une bobine, ainsi qu'on le voit sur la fig. 3, et les tronçons courts d'une tige qui se trouve dans les bobines respectives servent d'éléments de noyaux magnétiques actifs, les parties intermé diaires de la tige magnétique étant inactives.
Les avantages d'une matrice à trois dimensions à unités d'emmagasinage d'informations ainsi obtenue par rapport à une matrice à trois dimensions du type à noyaux toroidaux sont évidents. Les enroulements peuvent être formés à la main mais ils sont avan tageusement formés au moyen de machines automa tiques ou semi-automatiques car les enroulements sont minuscules et leur formation peut être effec tuée plus rapidement par une machine.
Afin de montrer d'une façon plus claire les positions rela tives des enroulements, certaines parties de la com position d'enrobage de la plaque du réseau Ll ont été supprimées sur la fig. 4 et de plus pour rendre la figure plus claire les bobines ont été représentées en dimensions un peu supérieures par rapport à l'épaisseur T de la plaque.
Bien que sur toutes les figures les différents éléments aient été représentés très agrandis pour les besoins du dessin, il est im portant seulement que l'écartement des bobines et l'épaisseur T des plaques soient suffisants par rap port aux dimensions des bobines pour éviter l'ac tion mutuelle indésirable entre les bobines adjacentes.
Les rapports de position représentés sur la fig. 3 sont acceptables, mais dans certaines constructions il est utile de former les plaques à une épaisseur double de la longueur nominale des bobines, les bobines étant espacées en fonction des limitations imposées par les sorties des conducteurs.
Ainsi qu'on le voit sur la fig. 4, les conducteurs de sortie dépassent des faces du bloc BL. Dans certains cas il peut être utile que les plaques soient plus résistantes, et ceci peut être obtenu en utilisant une plaque de renforcement perforée montée sur la base et les mandrins avant le bobinage des enroulements, cette plaque étant en suite enrobée avec les bobines. De plus, dans cer- tains cas on peut utiliser une tige magnétique por tant une série d'enroulements bobinés directement sur celle-ci.
Ainsi qu'on le voit, le procédé décrit ci-dessus fournit un mode de production d'un réseau de bo bines dans lequel chaque bobine est composée de plusieurs enroulements séparés formés chacun de plusieurs spires bobinées en une seule couche, les enroulements correspondants de tout un jeu de bobines étant solidaires et formés par un conducteur d'un seul tenant, des jeux ou séries semblables d'en roulements correspondants ayant pratiquement des caractéristiques électriques identiques et les incon vénients de la connexion de plusieurs enroulements séparés en série étant éliminés.
Bien que les expressions conducteur , con ducteur d'un seul tenant , conducteur ininter rompu soient utilisées ci-dessus pour désigner un fil d'une seule pièce servant à former ou bobiner un bobinage, et que les conducteurs soient repré sentés sur les figures comme constitués par des fils simples, ces expressions englobent aussi les conduc teurs formés de plusieurs fils torsadés, tressés ou disposés en parallèle permettant de former un groupe de spires à la façon d'un fil unique.
Par exemple, un enroulement intérieur peut être formé par une couche unique de spires d'un conducteur formé de plusieurs fils disposés côte à côte servant chacun au passage d'une partie du courant dans l'enroulement. De plus, on peut utiliser d'autres formes de fil que la forme ronde représentée sur les figures. On peut par exemple utiliser du fil plat ou du fil à section carrée. Le nombre de spires de chaque enroulement peut varier suivant la forme du fil, le courant envi sagé et les autres conditions particulières ainsi que suivant les applications envisagées.